JP2005274558A - 表面状態検査方法およびその方法を用いた表面状態検査装置ならびに基板検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 赤,緑,青の各色彩光をそれぞれ異なる仰角の方向から照射した状態で上方から撮像を行い、得られた画像を用いてはんだのフィレット53を検査する場合に、R,G,Bの各階調による3次元のデータを1次元の色相データに変換し、この色相データを用いて赤、緑、青の順に沿って色相が変化する方向を抽出する。抽出された方向はフィレットの勾配が変化する方向を示すもので、この方向をあらかじめ登録された基準の方向と比較することにより、フィレットの傾斜面の適否を判別する。
【選択図】 図5
Description
前記照明手段の好ましい構成では、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する3個の光源が、赤、緑、青または青、緑、赤の順に前記仰角が大きくなるような順序で配置される。
なお、登録対象の基準の方向については、前記表面状態検査装置について述べたのと同様に、ユーザーによる指定操作を受け付けて設定しても良いし、良品基板の画像を前記抽出手段に処理させて、基準の方向を抽出するようにしてもよい。また、同一種の他の部品に基準の方向を転用する場合、その部品の実装方向が先に登録された部品と異なる場合には、その実装方向の角度差を用いて基準の方向を補正する処理が必要になる。
この基板検査装置は、検査対象の基板を撮像して得た画像を処理して、前記基板上のはんだ付け部位や部品の実装状態の適否などを判別するためのもので、撮像部3,投光部4,制御処理部5,X軸テーブル部6,Y軸テーブル部7などにより構成される。
なお、図中の1Tは、検査対象の基板(以下「被検査基板1T」という。)である。また1Sは、はんだ付け状態や部品の実装状態が良好な基準基板であって、検査に先立つティーチング時に用いられる。
この投光部4Aは、中心部に筒状の開口部42を有する筐体41の内部を2枚の壁部45,46を用いて区切ることにより、径方向に並ぶ3つの収容空間43R,43G,43Bを形成したものである。最も内側の収容空間43Rには赤色のLED44Rが、中央の収容空間43Gには緑色のLED44Gが、最も外側の収容空間43Bには青色のLED44Bが、それぞれ複数列にわたって配列される。筐体41の下面は、ドーム型の拡散板47により構成されており、撮像部3は、前記開口部42の上方に光軸を鉛直方向に合わせて配備される。
さらに、前記ランドウィンドウW11,W12や部品ウィンドウW2を含む第3の検査用ウィンドウW3が設定される。このウィンドウW3は、ランドウィンドウW11,W12や部品ウィンドウW2を位置決めする際の基準となるもので、以下、これを「基準ウィンドウW3」という。
G=Vmaxのとき H=2+(rr−bb)*π/3 ・・・(2)
B=Vmaxのとき H=4+(gg−rr)*π/3 ・・・(3)
gg=(Vmax−G)/(Vmax−Vmin) ・・・(5)
bb=(Vmax−B)/(Vmax−Vmin) ・・・(6)
さらに、この実施例では、この数値変化の範囲が0〜10になるように、下記の(7)式を用いてHの値を補正するようにしている。
H1=H*10/(4+π/3) ・・・(7)
Cy=(I11+2I12+I13)−(I31+2I32+I33) ・・・(9)
Cx>0およびCy≧0のとき
θ=tan−1(Cy/Cx)・・・(A)
Cx>0およびCy<0のとき
θ=tan−1(Cy/Cx)+360 ・・・(B)
Cx<0のとき θ=tan−1(Cy/Cx)+180 ・・・(C)
Cx=0およびCy>0のとき θ=0 ・・・・・(D)
Cx=0およびCy<0のとき θ=180 ・・・(E)
この算出結果によれば、前記した推論どおり、色合い変化ベクトルは、x軸の負の方向を向いていることになる。
この判別処理では、まず色合い変化ベクトルの長さDを所定のしきい値(前記(F)式の場合、10程度にするとよい。)と比較する。この比較において、前記長さDがしきい値以上であれば、前記角度θをあらかじめ登録された基準の角度と比較する。そして基準の角度に対する前記角度θの差が所定のしきい値(たとえば10°)以内であれば、フィレットは良好に形成されていると判断する。他方、前記角度差が前記しきい値を上回る場合には、フィレットの傾斜状態は不適であると判断する。また、前記ベクトルの長さDがしきい値を下回る場合には、検査領域31にはフィレットに該当する傾斜面は含まれていないと判断する。
なお、色合い変化ベクトルの基準方向は、ライブラリデータとして登録しておくこともできる。
たとえば、最初に光源8を点灯させて撮像し、得られた濃淡画像データをRの階調データとみなしてメモリ13に一時保存する。次に光源9を点灯させて撮像し、得られた濃淡画像データをGの階調データとみなしてメモリ13に一時保存する。最後に光源10を点灯させて撮像し、得られた濃淡画像データをBの階調データとみなしてメモリ13に一時保存する。このように、順に取得した3枚の濃淡画像データを、それぞれをR,G,Bの階調データとして取り扱い、上記した実施例を適用して色合い変化ベクトルの抽出処理を実行する。この方法によれば、画像データの生成に必要な時間は長くなるが、その後は、カラー画像を使用する場合と同様のアルゴリズムでフィレットの検査を実行することができる。
3 撮像部
4 投光部
5 制御処理部
8,9,10 光源
11 制御部
15 画像処理部
18 検査部
19 ティーチングテーブル
23 CRT表示部
25 送受信部
26 外部メモリ装置
Claims (10)
- 表面に傾斜面を有する検査対象物に対し、互いに異なる色彩光を発光する複数の光源を前記検査対象物の配置位置から見た仰角が異なるように配列して照明し、前記配置位置の上方に設置した撮像手段により得られた画像を用いて前記検査対象物の表面状態を検査する方法において、
前記画像中の検査対象物を含む検査領域を設定し、この検査領域において、各光源の配列に対応した色相の変化が生じている方向を抽出する第1のステップと、第1のステップで抽出された方向をあらかじめ設定された基準の方向と比較する第2のステップと、前記第2のステップの比較結果に基づき、前記検査対象物の表面状態の良否を判別する第3のステップとを実行することを特徴とする表面状態検査方法。 - 前記複数の光源は、前記検査対象物に対し、それぞれの発光色が色相環上の色相変化の方向に沿って並ぶように配列されており、
前記第1のステップでは、前記検査領域内の各画素につき、色相環に沿って値が変化する1次元の色相データを取得して、この色相データが大きな値に変化する方向または小さな値に変化する方向を抽出するようにした請求項1に記載された表面状態検査方法。 - 前記第1のステップでは、前記検査領域内の各画素につき、前記複数の光源のうちのいずれかに対応する色成分の強度の度合いを反映した1次元の色相データを取得して、この色相データが大きな値に変化する方向または小さな値に変化する方向を抽出するようにした請求項1に記載された表面状態検査方法。
- 前記第1のステップでは、前記検査領域内の複数の画素に順に着目しつつ、着目画素を通る複数の方向毎に色相データの変化量を抽出するステップと、着目した各画素について抽出した色相データの変化量を方向毎に平均化して複数のベクトルを設定するステップと、これらのベクトルの合成ベクトルを設定するステップとを実行する請求項2または3に記載された表面状態検査方法。
- 互いに異なる色彩光を発光する複数の光源を検査対象物の配置位置から見た仰角が異なるように配列して成る照明手段と、
前記検査対象物の配置位置の上方に配備された撮像手段と、
前記照明手段の各光源を点灯させた状態で前記撮像手段により生成された画像を取り込む画像入力手段と、
前記画像入力手段が入力した画像中の検査対象物を含む検査領域を設定し、その検査領域において、各光源の配列に対応した色相の変化が生じている方向を抽出する抽出手段と、
前記検査対象物の表面状態が良好であるときに前記抽出手段により抽出される基準の方向を登録する登録手段と、
前記抽出手段により抽出された変化の方向を前記登録手段により登録された基準の方向と比較して、前記検査対象物の表面状態の良否を判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果を出力する出力手段とを具備して成る表面状態検査装置。 - 前記照明手段の各光源は、前記検査対象物に対し、それぞれの発光色が色相環上の色相変化の方向に沿って並ぶように配列されており、
前記抽出手段は、前記検査領域内の各画素につき、色相環に沿って値が変化する1次元の色相データを取得して、この色相データが大きな値に変化する方向または小さな値に変化する方向を抽出する請求項5に記載された表面状態検査装置。 - 前記抽出手段は、前記検査領域内の各画素につき、前記複数の光源のうちのいずれかに対応する色成分の強度の度合いを反映した1次元の色相データを取得して、この色相データが大きな値に変化する方向または小さな値に変化する方向を抽出する請求項5に記載された表面状態検査装置。
- 前記抽出手段は、前記検査領域内の複数の画素に順に着目しつつ、着目画素を通る複数の方向毎に色相データの変化量を抽出する手段と、着目した各画素について抽出した色相データの変化量を方向毎に平均化して複数のベクトルを設定する手段と、これらのベクトルの合成ベクトルを設定する手段とを含んで成る請求項6または7に記載された表面状態検査装置。
- 複数の部品がはんだ付けされた基板を検査する装置であって、
互いに異なる色彩光を発光する複数の光源を検査対象の基板から見た仰角が異なるように配列して成る照明手段と、
前記基板の上方に配備された撮像手段と、
前記照明手段の各光源を点灯させた状態で前記撮像手段により生成された画像を取り込む画像入力手段と、
前記画像入力手段が入力した画像中のはんだ付け部位にそれぞれ検査領域を設定し、これらの検査領域毎に、各光源の配列に対応した色相の変化が生じている方向を抽出する抽出手段と、
前記検査領域内のはんだの表面状態が良好であるときに前記抽出手段により抽出される基準の方向を登録する登録手段と、
前記抽出手段により抽出された変化の方向を前記登録手段により登録された基準の方向と比較する処理を検査領域毎に実行して、各はんだ付け部位の良否を判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果を出力する出力手段とを具備して成る基板検査装置。 - 前記登録手段は、検査対象の基板に同一種の部品が複数実装されるとき、これらの部品のうちの1つのはんだ付け部位に対して登録した基準の方向を同一種の他の部品にも適用する基板検査装置。
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